Относительная плотность
Безразмерная величина, равная отношению плотности исследуемой жидкости к плотности эталонной жидкости (обычно дистиллированной воды) при заданных температурах обеих проб. Применяется в нефтехимии, пищевой и фармацевтической промышленности там, где важна сравнимость результатов разных лабораторий.
Обозначение
Относительная плотность обозначается латинской буквой d (от density) или ρотн. Рядом с символом указываются две температуры:
- верхний индекс — температура исследуемой пробы в °C;
- нижний индекс — температура эталонной воды в °C.
Три наиболее распространённых обозначения:
| Обозначение | Смысл | Применение |
|---|---|---|
| d₄²⁰ | Отношение плотности пробы при 20 °C к плотности воды при 4 °C (максимум, 1000,00 кг/м³) | Научные измерения, справочники |
| d₂₀²⁰ | Отношение при одинаковой температуре 20 °C для пробы и воды (998,20 кг/м³) | Нефтехимия, производство |
| d₁₅¹⁵ | При 15 °C для обоих | Англо-американские стандарты (API), молочная промышленность |
Почему разные температуры
Исторически вода при 4 °C имеет максимальную плотность 1000,00 кг/м³ — это удобная нормировочная точка, позволяющая численно совпадать относительной плотности (d₄²⁰) и плотности в г/см³. В инженерной практике измерять оба образца при одной температуре проще; d₂₀²⁰ устраняет необходимость пересчёта температурной поправки воды.
Связь с плотностью
Относительная плотность безразмерна, но численно близка к плотности в г/см³:
- d₄²⁰ = ρ(проба, 20 °C) / ρ(вода, 4 °C) = ρ(проба, 20 °C) / 1000,00 — численно равна плотности в г/см³.
- d₂₀²⁰ = ρ(проба, 20 °C) / ρ(вода, 20 °C) = ρ(проба, 20 °C) / 998,20.
Для воды: d₄²⁰ = 0,99823; d₂₀²⁰ = 1,00000 (по определению).
Для 96,4%-ного этанола: d₄²⁰ = 0,80632; d₂₀²⁰ = 0,80777.
Применение по отраслям
Нефтехимия. Относительная плотность d₄²⁰ — основной показатель в паспорте нефтепродуктов. По ГОСТ 3900-2022 определяется пикнометрическим методом (арбитражно) или ареометрическим (для экспресс-контроля).
Молочная промышленность. Исторически применялась d₁₅¹⁵; в современных ГОСТах (3625-2023) перешли на абсолютную плотность в кг/м³ при 20 °C. В спецификациях экспортной продукции ещё встречается d₁₅¹⁵.
Парфюмерия и фармацевтика. Относительная плотность — стандартный показатель идентичности сырья, входящий в фармакопейные монографии и парфюмерные спецификации. Стандартно применяется d₂₀²⁰.
Спиртовая промышленность. Крепость водно-спиртовых растворов традиционно рассчитывалась через относительную плотность по таблицам Менделеева, ныне — по ГОСТ 3639-79. Современные спиртометры градуируются прямо в % об., но при арбитражных разбирательствах пикнометром измеряют именно d₂₀²⁰.
Виноделие. Показатель d₂₀²⁰ применяется в виноматериалах для определения содержания экстракта и сахара; международные спецификации OIV допускают оба варианта — d₂₀²⁰ и d₄²⁰.
Пересчёт в плотность
Формулы связи:
- ρ (кг/м³) = d₄²⁰ · 1000,00 (при температуре пробы 20 °C)
- ρ (кг/м³) = d₂₀²⁰ · 998,20
- ρ (кг/м³) = d₁₅¹⁵ · 999,10 (при температуре пробы 15 °C)
Связанные понятия
Плотность — абсолютная величина с размерностью кг/м³. Пикнометр — прибор для точного определения относительной плотности. Ареометр — прибор для экспресс-измерения.
